NO770977L - Filter for blod o.l. og fremgangsm}te til fremstilling av samme. - Google Patents

Description

Filter for blod o.l. og fremgangsmåte

til fremstilling av samme.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører et filter for blod o.l., omfattende et hus med et innløp for fluidum som skal filtreres, et utløp for filtrert fluidum samt et antall filterputer, hvor innløpet befinner seg ved en første pute og utløpet befinner seg ved en siste pute.

Oppfinnelsen vedrører også en fremgangsmåte til fremstilling av filtre.

Det er i den senere tid blitt påvist at det er mange situasjoner hvor lagret, gitt blod og andre typer blod og blod-komponenter bør filtreres for fjerning av mikroemboli av sammen-klumpete blodelementer o.l., før administrering i en pasient. Særlig har det vist seg at gammelt, lagret blod som nærmer seg lagringstidens utløpsdato bedres sterkt ved filtrering, for å hindre at mikroemboli skal sette seg fast i lungene, hjernen eller andre steder, slik at det unngås forskjellige grader og typer av skader på pasienten.

Et betydelig antall blodfiltre er kommersielt tilgjenge-lige for bruk i forbindelse med lagret helblod og for frembring-else av friskt blod i hjerte-lungemaskiner og blod som har passert gjennom en kardiotomisk suger.

I et blodfilter er det selvfølgelig ønskelig at filteret fjerner så mange som mulig av de partikler som er større enn de røde blodlegemer, som har en gjennomsnittlig størrelse på 7 mikron, mens det samtidig oppnås en høy strømningshastighet for blodet gjennom filteret og en høy kapasitet for behandling av atskillige blodenheter. Derved er det ikke nødvendig å skifte ut filteret så ofte når en pasient mottar en stor blodmengde.

Dessuten bør et filter være egnet for automatisk produksjon slik at det ikke blir for dyrt. Det må også være sikkert mot lekkasje. Dessuten må det også være uten omledningspassasjer som gjør det mulig for blodet å passere utenom filterelementet

uten å bli filtrert.

Filteret ifølge den foreliggende oppfinnelse har utmerkete høystrømningsegenskaper. Samtidig gir det overraskende god partikkelfjerning fra blod. Dessuten gir det pålitelig, auto-matisert tetning mot omledning av blodet og steril tetning av innholdet fra de ytre omgivelser, til lav pris.

Filteret kjennetegnes ved at gjennomsnittsdiameteren for fibrer i den siste pute i stabelen er mindre enn gjennomsnittsdiameteren for fibrer i den første pute i stabelen.

Ved montering av filteret stables ark av filtermateriale slik at det dannes et antall lag. En varmeforseglingsanordning, såsom en sonisk forseglingsanordning, anbringes deretter på stabelen for å stanse ut en sirkelformet eller annen lukket forsegling langs omkretsen. Forseglingsoperasjonen bevirker at plastputematerialet smelter, og derved sammenføyes lagene med hverandre i forseglingsområdet. Det forseglete område herder deretter til dannelse av en stort sett stiv og uporøs omkretsflens for filterstabelen. Denne flens kan funksjonere som en tetningsring, og kan samvirke med det ytre hus slik at det dannes en omkretsforsegling mot filteret.

Samtidig med eller etter varmeforseglingen skjæres filterenheten utenfor omkretsen bort fra resten av filtermaterialet. Deretter vaskes enheten og bearbeides for anbringelse i et filterhus.

Ifølge en utførelsésform ved oppfinnelsen befinner inn-løpet i huset seg opptil en første pute i putestabelen som danner filterenheten. Utløpet fra huset er anbrakt opptil en siste pute i samme stabel, vanligvis på den motsatte side i forhold til innløpet og den første pute.

Diameteren for fibrene i den siste pute er mindre enn diameteren for fibrene i den første pute. Fortrinnsvis har puter som ligger mellom den første og den siste pute fiber-diametre som er minst like stor som fiberdiameteren for den umiddelbart tilstøtende pute i retning mot den siste pute, mens diameteren generelt avtar totalt fra pute til pute i retning mot den siste pute. Følgelig møter det store mikroemboli først fibrene med stor diameter og kan vikle seg om dem og hefte seg til dem på den måte som er beskrevet i en artikkel av Swank,

"New England Journal of Medicine", bind 265, sider 728-733 (1961).

Fiberkablenes diametre kan være hensiktsmessig proporsjonert til å ha en optimal størrelse for å oppta det største område av antatt mikroemboli. Deretter møter blodet når det passerer gjennom stabelen av puter fiberkabler med avtagende diameter, som er proporsjonert til å bevirke at mindre mikroemboli skal héfte til fibrene.

Det minste mikroemboli møter typisk fibrene med minst diameter i den siste pute hvor de blir hengende fast på en måte som tilsynelatende er slik som beskrevet i den ovennevnte artikkel av Swank, selv om man ikke ønsker å være bundet til noen bestemt, teoretisk virkemåte for filteret.

Det antas at filteret ifølge oppfinnelsen bevirker mer effektiv adhesjon av mikroemboli enn det typiske kjente filtre hvor det anvendes fiberkabler med konstant diameter. Det antas at én spesiell diameter for fiberkablene kan være for liten til effektivt å holde tilbake store mikroemboli, mens en stor kabeldiameter som effektivt holder tilbake store mikroemboli kan være for stor til å muliggjøre effektiv adhesjon av små mikroemboli. Følgelig antas det at gradering av fiberdiametrene, slik som i filteret ifølge oppfinnelsen, bevirker bedre adhesjon av mikroemboli av alle størrelser.

Det foretrekkes også at gjennomsnittsstørrelsen for mellomrommene mellom fibrene i den siste pute er mindre enn tilsvarende gjennomsnittsstørrelse i den første pute. Dette letter den selek-tive filtrering av store, filtrerbare bestanddeler i blodet i nærheten av den første pute, og filtrering av de minste filtrerbare bestanddeler i nærheten av den siste pute. Gjennomsnitts-størrelsen på mellomrommene mellom fibrene avtar vanligvis fra pute til pute i retning mot den siste pute.

Ovennevnte gjennomsnittsstørrelse på mellomrommet er en funksjon av prosentandelen av det totale putevolum som opptas av fibrene, idet det gjennomsnittlige mellomrom avtar når prosentandelen øker.

Det har vist seg at bruk av ikke-vevete filterputer i stabelen, særlig filterputer fremstilt av polyesterfibrer, gir utmerkete resultater. Polyesterfibrer har den fordel at de lett lar seg sonisk forsegle. Men andre fibermaterialer såsom nylon, akrylmaterialer såsom polymetylmetakrylat, celluloseacetat og polypropylen kan også anvendes. Utermoplastiske fibermaterialer såsom rayon og glass kan også anvendes for fremstilling av filtre ifølge en andre utførelsesform av oppfinnelsen eller ifølge den første utførelsesform dersom den uporøse flens langs omkretsen fremstilles ved støping av en fasthengende gummi- eller plastring langs omkretsen av filterputene.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart i det etterfølgende under henvisning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser et perspektivriss av en utførelsesform av filteret ifølge oppfinnelsen, spesielt tilpasset til bruk for bearbeidelse av gitt, lagret blod. Fig. 2 viser et snitt i større målestokk av filteret ifølge oppfinnelsen.

Fig. 3 viser oppriss av en stabel av filterputer for bruk

i filteret i fig. 1 og 2, hvor putene er sammenføyet langs deres omkretser til dannelse av en filterenhet i ett stykke, før anbringelse i filterhuset slik som vist i fig. 2.

Fig. 4 viser et snitt av en del av filteret ifølge fig. 2 og viser delen før forseglingen av huset, hvis fullførelse er vist i fig. 2 er forseglet.

Tegningene viser et hus 12 som er dannet av tilpassete kapsler 14, 16. Filteret kan være forbundet med et blodadmini-streringssett eller liknende for bruk for opptakelse av blod fra en blodbeholder. Kapselen 14 avgrenser et innløp 18 for fluider som skal filtreres, mens kapselen 16 avgrenser et utløp 20 for filtrerte fluider. Kapslene 14, 16 er også utformet med flenser 22, 24 som er tilpasset hverandre og som kan sammenføyes ved hjelp av sonisk forsegling e.l. i et område 26. Hver kapsel 14, 16 er utformet med en rekke radiale vinger 27, 28 som avgrenser strømningskanaler til fordeling av fluidum mellom filtermaterialet og innløpet 18 samt utløpet 20.

En filterenhet 3 0 omfatter en stabel av filterputer av termoplastiske fibrer anbrakt inne i huset 12 og sammenføyet ved hjelp av en omkretsflens 3 2 som kan være fremstilt ved varmeforsegling ved å tvinge omkretsen av alle putene i stabelen 30 til en enhet-lig, smeltet masse som danner flensen 32. Denne fremgangsmåte er vist i fig. 3 som viser hvordan rørformete varmeforseglings-stanser 34, 36 kan klemme sammen putene i området for omkrets-flensen 32 og bevirke varmeforsegling, ved hjelp av sonisk forsegling, radiofrekvensforsegling eller annen ønsket teknikk, slik at stabelen 3 0 av puter danner en enhetsmasse som er omgitt av den smeltede flens 32.

Deretter anbringes stabelen 30 mellom kapslene 14 og 16, og kapslene varmeforsegles til hverandre langs flensene 22, 24 slik som vist i fig. 2. Griperinger 38 som er støpt på flensene 22, 24 i kapslene 14, 16 danner anlegg mot flensen 32 i stabelen 30 slik at det oppnås mekanisk forsegling mellom stabelen 30 og kapslene 14, 16. Dette hindrer dannelsen av omledningskanaler som fører utenom stabelen 30. Eventuelt kan det være dannet en varmeforsegling i samme område i tillegg til mekanisk forsegling.

I den viste utførelsesform omfatter stabelen 30 fem forskjellige filterputer.

En filterpute 40 er den første pute i stabelen. Typisk er den fremstilt av ikke-vevete polyesterfibrer med den største diameter i filteret. Nærmere bestemt kan fibrene være av 15 denier, dvs. ha en diameter på 0,00392 cm, selv om diameteren kan variere vesentlig avhengig av de ønskete resultater for filteret. Puten 4 0 kan typisk ha en tykkelse i størrelsesorden 2,5-3,8 cm (særlig ca 3,2 cm), før den varmeforsegles sammen til stabelen 30, noe som resulterer i sammentrykking og minskning av tykkelsen.

Før montering belegges fortrinnsvis laget av ikke-vevet materiale som den fiberholdige pute 40 er fremstilt av på begge sider med et bindemiddel, såsom en vandig emulsjon av et selv-fornettende akrylmateriale, nærmere bestemt "Rhoplex" HA 12.

Ca 84,8 g bindemiddeltørrstoff kan påføres pr. m 2 fiber-materiale i puten 40. Putens 40 øvre flate 42 sprøytes med en emulsjon med et tørrstoffinnhold på 25%, mens putens 40 nedre flate 44 kan sprøytes med en emulsjon med et tørrstoff på 5%, slik at det påføres fem ganger så mye bindemiddel på flaten 4 2 som på flaten 44.

Når således fiberputen 40 trykkes sammen ved forseglingen ifølge fig. 3, og trykkes ytterligere sammen ved anbringelse i huset 12, foregår det meste av sammentrykkingen i den nedre del av puten 40, i nærheten av den nedre flate 44 mens fibermaterialet i nærheten av flaten 42 forblir i en midtre sammentrykket tilstand. Dette bevirker en naturlig filtreringsgradient som er innrettet til å bevirke selektiv fjerning av de største partikler først når fluidum passerer gjennom puten 40.

Den totale vekt pr. m 2materiale i puten 40 etter påføringen av bindemidlet er typisk fra 305 til 339 g, og fibrene opptar ca 4% av putens volum.

En andre filterpute 4 6 kan inneholde ikke-vevete polyester fibrer av ca 6 denier, dvs. en fiberdiameter på 0,00264 cm. Ifølge oppfinnelsen kan det selvfølgelig også anvendes andre størrelses-områder og materialer for filterputen 46.

Før forsegling i stabelen 30 som vist i fig. 3 er tykkelsen av den ikke sammentrykkete filterpute 46 typisk ca 1,91-2,54 cm, særlig ca 2,22 cm. Materialet kan være behandlet med samme bindemiddel og på tilsvarende måte som filterputen 40, men slik at en fjerdedel av vekten av det resulterende produkt utgjøres av bindemiddel. Den totale vekt pr. m 2 av materialet i puten 4 6

kan etter påføring av bindemidlet være av størrelsesorden 118,6-152,5 g, fortrinnsvis ca 135,6 g, og det putevolum som opptas av fibrene kan også være ca 11%.

De neste to lag i filterputer 48a, 48b kan være fremstilt av samme polyesterfiber. Før komprimering i stabelen 30 kan hvert lag 48a, 48b ha en tykkelse på fra ca 0,76 til ca 1,78 mm, fortrinnsvis ca 1,27 mm. Dette materiale har tendens til å la seg komprimere mye mindre ved bearbeidelse og anbringelse i huset 12 enn de foregående lag. Det kan også ha en fiberdenier på 6, men det kan være et tettere materiale enn puten 46 og veie fra ca 220 til ca 285 g/cm 2 , f.eks. ca 271 g/cm 2, idet fibrene opptar ca 11% av putens volum. Typisk er materialene i lagene 48a og 48b ikke behandlet med et bindemiddel. De spesifikke filterputer 48a, 48b som anvendes kan inneholde et polyester spinnflorstoff-scrimmateriale som bærer.

En filterpute 50 kan typisk inneholde en blanding av fibrer, hvorav 50% har denier på fra 3 til 6, dvs. fiberkabeldiameter på fra 0,0171 til 0,0264 mm, mens 50% har denier på 1,5, dvs. diameter på 0,0122 mm. Materialet er typisk fremstilt av polyesterfibrer, som i ukomprimert tilstand har tykkelse på fra ca 0,76 til ca 1,27 mm. Det kan ha en densitet på ca 203,6 g/cm 2, og fibrene kan oppta ca 15% av putevolumet. Materialet er under-støttet med et ikke-vevet rayonscrimmateriale, og i den spesielle utførelsesform er det ikke behandlet med et bindemiddel.

Endelig kan en siste pute 52 omfatte en polyesterfiber-blanding hvor 50% av fibrene har en denier på ca 3 eller 4 og 50% av fibrene har en denier på 1,5. Puten kan ha en tykkelse i ukomprimert tilstand på fra ca 1,27 til ca 1,52 mm og understøttes av en polyestervevnad av nettscrimmateriale. Densiteten kan være ca 4 06,8 g/m 2, og fibrene- opptar ca 3 0% av putevolumet. Det anvendes vanligvis intet bindemiddel.

Selvfølgelig kan det anvendes andre filterputer, som har andre karakteristikker og egenskaper, idet det som er angitt ovenfor bare er eksempler.

Den totale tykkelse på filterstabelen 30, anbrakt i huset kan i denne utførelsesform være fra ca 19 til ca 25,4 mm, nærmere bestemt ca 22,2 mm.

Etter at filterputene er forseglet sammen i stabelen 30 ved hjelp av det soniske forseglingsorgan 34, 36, og stabelen 30 er skåret bort fra rullene med materiale, enten samtidig med forseglingen eller senere fra lagene av filtermateriale, vaskes stabelen 3 0 grundig. Vaskeoppløsningen kan inneholde en kvart vektsprosent "Dupanol RA" syntetisk vaskemiddel og natrium-karbonat i destillert vann. Dette etterfølges av skylling av stabelen 3 0 tre ganger med destillert vann og tørking av den i en tørketrommel ved en temperatur under myknings- eller spalt-ningstemperaturen for plastfibrene i stabelen 30.

Etter tørking av puten 3 0 varmesintres putens nedre flate 37 før anbringelse av stabelen i huset 12. Dette har tendens til å bevirke at individuelle, frie fibrer og andre partikler hefter til puten, noe som reduserer mengden partikkelformet materiale som faller ut av puten i bruk. Generelt kan varmesintringstrinnet utføres ved å eksponere putens 30 nedre flate 37 for varm luft med en temperatur på minst 193°C, fortrinnsvis ca 204°C, i noen sekunder, f.eks. fem sekunder.

Deretter anbringes stabelen 30 i huset 12, idet kapslene 14, 16 først bringes sammen som vist i fig. 4. Kapslene 14, 16 kan forsegles sammen sonisk, f.eks. ved å anvende en rekke 400 soniske forseglere av type 4 00 fra Branson Sonic Power Company. Et sonisk horn 54 trykker kapslene 14 an mot flensen 3 2 og den nedre kapsel 16. Samtidig bevirker den soniske forseglingsenergi at en ringformet rygg 56 smelter, noe som resulterer i sammen-smelting av flensene 22 og 24 i sonen 26, som vist i fig. 2.

For forsegling av kapslene 14 og 16 av huset 12 kan den ovennevnte soniske forsegler anvendes sammen med "sølv"-forsterk-eren ved en kraftregulering på 85%, en sveisetid på ca 1,5 sekunder, et trykk på 2,11 kg/cm 2 og en holdetid på 1 sekund.

For forsegling av de forskjellige filterputer til dannelse av flensen 32 og stabelen 30, kan samme maskin anvendes sammen med "grønn"-forsterkeren "(green booster), med kraftregulering pa 85%, en sveisetid på ca 5 sekunder, et trykk på ca 3,52 kg/cm<2>og en holdetid på ca 6 sekunder.

Hornet i det soniske forseglingsapparat kan være innrettet til å skjære stabelen 30 bort fra rullene med lag av filtermateriale samtidig med forseglingen hvor det danner flensen 32.

Det er dessuten ønskelig at hornet i det soniske apparat omfatter en elastisk plugg for sammentrykking av fibrene, særlig fibrene i filterputene 40 og 46, under forseglingen. Dette kan redusere stabelens 30 totale tykkelse, noe som resulterer i et flatere filter som har lavt blodvolum.

Det ovenfor beskrevne filter kan generelt bearbeide fem eller ti blodenheter uten behov for utskifting, og har effektivt fjernet ca 64% av 12 mikron partikler, 94-95% 16 mikron partikler, 98-99% eller mer av 20-32 mikron partikler samt alle større partikler .

Huset 12 kan ha en diameter på ca 9 cm. Men filteret ifølge oppfinnelsen har selv om det er lite høy strømningskapasitet og utmerket partikkelfjerningsevne samtidig som det kan fremstilles automatisk og billig.

Claims (21)

1. Filter for blod o.l., omfattende et hus med et innløp for fluidum som skal filtreres, et utløp for filtrert fluidum samt en stabel filterputer anordnet inne i huset hvor innløpet befinner seg opptil en første filterpute i stabelen og utløpet befinner seg opptil en siste pute i stabelen, karakterisert ved at gjennomsnittsdiameteren for fibrer i den siste pute i stabelen er mindre enn gjennomsnittsdiameteren for fibrer i den første pute i stabelen.

2. Filter i samsvar med krav 1, karakterisert ved at gjennomsnittsdiameteren for fibrene i hver pute i stabelen i det minste er større enn gjennomsnittsdiameteren for den umiddelbart tilstøtende pute i retning mot den siste pute, idet den gjennomsnittlige fiberdiameter generelt avtar fra pute til pute i retning mot den siste pute.

3. Filter i samsvar med krav 1, karakterisert ved at stabelen av puter er sammenføyet langs deres omkrets ved hjelp av en varmeforsegling til dannelse av en filterenhet.

4. Filter i samsvar med krav 3, karakterisert ved at filterenheten er festet til huset langs omkretsen ved hjelp av en andre forsegling.

5. Filter i samsvar med krav 2, karakterisert ved at den del av putevolumet som opptas av fibrene i den siste pute er større enn tilsvarende del i den første pute.

6. Filter i samsvar med krav 5, karakterisert ved at den del av putevolumet som opptas av fibrene generelt øker fra pute til pute i retning mot den siste pute.

7. Filter i samsvar med krav 6, karakterisert ved at de fleste fibrer i stabelen av filterputer er ikke-vevet.

8. Filter i samsvar med krav 7, karakterisert ved at den første pute i stabelen er belagt med et bindemiddel på begge sider, idet den side av den første side som støter opptil innløpet har en større mengde bindemiddel enn den side av den første pute som vender bort fra innløpet, og at stabelen av filterputer er sammentrykket i huset slik at det er bevirket en densitetsgradient i den første pute.

9. Filter i samsvar med krav 8, karakterisert ved at den første pute har en fiberdenier på 14-16 og en vekt på 305-373 g/m 2, og at den siste pute har en fiberdenier på 1,5-4 og en vekt på 339-474 g/m 2, samt at puter som er anordnet mellom den første og den siste pute har fiberdenier som ligger mellom fiberdenier for den første og den siste pute.

10. Filter i samsvar med-krav 9, karakterisert ved at fibrene i putene i det vesentlige består av termo-plastf ibrer.

11. Filter i samsvar med krav 9, karakterisert ved at fibrene i putene i det vesentlige består av polyesterfibrer.

12. Filter i samsvar med krav 11, karakterisert ved at stabelen omfatter fem forskjellige puter.

13. Filter i samsvar med krav 12, karakterisert ved at putene i stabelen er sammenføyet langs deres omkrets ved varmeforsegling til dannelse av en filterenhet.

14. Filter i samsvar med krav 13, karakterisert ved at filteret er festet til huset langs omkretsen ved hjelp av en andre forsegling.

15. Filter i samsvar med krav 14, karakterisert ved at varmeforseglingen har form av en uporø s, tetnings-liknende konstruksjon som holder putene sammen som en filterenhet.

16. Fremgangsmåte til fremstilling av et filter for blod o.l. karakterisert ved at det sammenføyes en stabel av filterputer av termoplastiske fibrer, at putenes omkretser varmeforsegles til dannelse av en filterenhet med en felles omkrets, samt at filteret innsettes i et filterhus.

17. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, karakterisert ved at filterenheten avgrenser motstående opp-strøms og nedstrøms ytre flater som er innrettet til å slippe fluidum gjennom, og at nestrø msflaten oppvarmes til en temperatur som er tilstrekkelig til å øke heften av eventuelle løse plastpartikler og fibrer til puten.

18.F remgangsmåte i samsvar med krav 17, karakterisert ved at oppvarmingen foretas ved hjelp av sonisk forsegling.

19. Fremgangsmåte i samsvar med krav 18, karakterisert ved at filterputen som avgrenser den oppstrøms ytre flate på begge sider inneholder et bindemiddel i en mengde som er større på den ytre flate enn på den motstående flate, slik at den side av filterputen som avgrenser den ytre flate er mindre sammentrykkbar enn denne putes annen side.

20. Fremgangsmåte i samsvar med krav 19, karakter isert ved at filterputen innsettes i huset med en side vendende mot innløpet av huset, slik at ved sammentrykking av huset danner filterputen en densitetsgradient tvers over bredden, mens den annen side av filterputen sammentrykkes mer enn denne ene side.

21. Fremgangsmåte i samsvar med krav 20, karakterisert ved at ca fem ganger så mye bindemiddel anbringes på den ene side av filterputen enn på den annen side.